关键词:
层状岩体
隧道稳定性
节理倾角
遍布节理模型
偏压变形
摘要:
倾斜层状岩体具有明显的各向异性,隧道修建过程中易产生大变形、塌方、初期支护破坏、二衬开裂等一系列问题。为深入研究隧道在层状岩层中的力学特性和破坏机理,以大岗山隧道为项目依托,借助数值模拟研究有、无支护状态下不同节理倾角对隧道稳定性的影响,并针对现有支护方案提出优化。结果表明:节理的存在使得隧道开挖后变形具有非对称性,无支护状态下,当节理倾角在30°~60°变化时,隧道洞周最大变形发生在右拱肩处,塑性区破坏前期以拉伸破坏为主,集中于右拱肩及左拱脚,随着节理角度增大,后期以剪切破坏为主;支护状态下,洞周变形得到有效改善,其中拱底隆起最为明显,但最大隆起量降至30 mm以内,围岩塑性区域减小,当节理角度为45°时,拱顶、拱底产生最大变形,随着节理角度的增大,左右两侧变形非对称性降低;布设局部加长锚杆,增加隧道仰拱厚度的优化方案能增强围岩稳定性,抑制围岩进入塑性状态,减小拱底隆起,增强隧道稳定性,减小节理岩层引起的潜在风险,为现场施工提供理论指导。